Calcul de la Pression Hydrostatique sur une Vanne Verticale
Contexte : Les fondamentaux de l'hydraulique.
Cet exercice porte sur un concept clé en mécanique des fluides : le calcul des forces exercées par un fluide au repos sur une surface immergée. Nous étudierons le cas d'une vanne rectangulaire verticale, un composant essentiel dans la gestion des ouvrages hydrauliques comme les barrages ou les écluses. Comprendre comment calculer la poussée hydrostatiqueLa force résultante exercée par un fluide au repos sur une surface. et son point d'application, le centre de pousséeLe point sur la surface immergée où s'applique la force de poussée hydrostatique résultante., est fondamental pour le dimensionnement et la sécurité de ces structures.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à appliquer les principes de base de la statique des fluides pour résoudre un problème d'ingénierie concret. Vous mobiliserez des notions de physique (pression), de mathématiques (calcul de centre de gravité, moment d'inertie) et de mécanique.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer la pression en des points spécifiques d'une surface immergée.
- Comprendre comment la pression d'un fluide varie avec la profondeur.
- Calculer la force résultante de la pression hydrostatique sur une surface plane verticale.
- Déterminer la position exacte du centre de poussée.
- Appliquer le concept de moment pour évaluer les efforts sur un pivot.
- Comparer l'impact de différentes géométries de surface sur la force hydrostatique.
Données de l'étude
Schéma de la vanne immergée
Vue 3D de la situation
| Nom du Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Profondeur du sommet de la vanne | \(z_1\) | 1 | m |
| Hauteur de la vanne | \(h\) | 2 | m |
| Largeur de la vanne | \(l\) | 3 | m |
| Poids volumique de l'eau | \(\gamma\) | 9810 | N/m³ |
Questions à traiter
- Calculer la pression hydrostatique au sommet (\(p_{\text{sommet}}\)) et à la base (\(p_{\text{base}}\)) de la vanne.
- Calculer la force de poussée hydrostatique résultante, \(F\), qui s'exerce sur la vanne.
- Déterminer la position verticale du centre de poussée, \(z_{\text{p}}\), par rapport à la surface libre de l'eau.
- Calculer le moment, \(M_{\text{O}}\), nécessaire pour maintenir la vanne fermée si elle pivote autour de son bord supérieur (point O à la profondeur \(z_1\)).
- On remplace la vanne rectangulaire par une vanne circulaire de 2 m de diamètre, dont le centre est à la même profondeur (\(z_{\text{G}} = 2\) m). Quelle serait la nouvelle force de poussée \(F_{\text{circ}}\) ?
Les bases de l'hydrostatique
L'hydrostatique est la branche de la mécanique des fluides qui étudie les fluides au repos. Le principe fondamental est que la pression dans un fluide homogène augmente linéairement avec la profondeur.
1. Pression Hydrostatique
La pression \(p\) à une profondeur \(z\) sous la surface libre d'un fluide est donnée par la relation :
\[ p = \gamma \cdot z \]
Où \(\gamma\) est le poids volumique du fluide (pour l'eau, \(\gamma = \rho \cdot g \approx 9810 \text{ N/m}^3\)). La pression est toujours perpendiculaire à la surface sur laquelle elle s'exerce.
2. Force Résultante sur une Surface Plane
La force résultante \(F\) due à la pression sur une surface plane immergée est égale à la pression au centre de gravité (centroïde) de la surface, \(p_{\text{G}}\), multipliée par l'aire totale de la surface, \(A\).
\[ F = p_{\text{G}} \cdot A = (\gamma \cdot z_{\text{G}}) \cdot A \]
Où \(z_{\text{G}}\) est la profondeur verticale du centre de gravité de la surface.
Correction : Calcul de la Pression Hydrostatique sur une Vanne Verticale
Question 1 : Calcul des pressions au sommet et à la base
Principe (le concept physique)
La pression dans un fluide au repos, dite hydrostatique, est directement causée par le poids de la colonne de fluide située au-dessus du point de mesure. Plus on descend profondément, plus la colonne de fluide est haute, et donc plus son poids est important, ce qui augmente la pression.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La relation fondamentale de l'hydrostatique stipule que la variation de pression \(dp\) pour une variation de profondeur \(dz\) est \(dp = \gamma \cdot dz\). En intégrant cette relation depuis la surface libre (où la pression relative est nulle) jusqu'à une profondeur \(z\), on obtient la formule de la pression en un point.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Avant de vous lancer dans des calculs de forces complexes, ayez toujours le réflexe de calculer les pressions aux points clés (sommet, base, centre). Cela vous donne un ordre de grandeur et une intuition physique du problème. C'est la première étape pour visualiser le "diagramme des pressions".
Normes (la référence réglementaire)
Ce principe de calcul est la base de toutes les normes de conception des structures en contact avec des fluides, comme l'Eurocode 1 (Actions sur les structures) et l'Eurocode 7 (Calcul géotechnique) pour les murs de soutènement et les fondations.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Hypothèses (le cadre du calcul)
- Le fluide (eau) est considéré comme incompressible et au repos.
- La pression à la surface libre est la pression atmosphérique, que nous prenons comme référence (pression relative = 0).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Poids volumique de l'eau, \(\gamma = 9810 \text{ N/m}^3\)
- Profondeur du sommet de la vanne, \(z_1 = 1 \text{ m}\)
- Hauteur de la vanne, \(h = 2 \text{ m}\)
Astuces (Pour aller plus vite)
Pour une vérification rapide, souvenez-vous qu'environ 10 mètres de hauteur d'eau correspondent à une pression de 1 bar (ou 100 000 Pa). Ainsi, à 1 m de profondeur, on s'attend à environ 0.1 bar (10 000 Pa), et à 3 m, environ 0.3 bar (30 000 Pa). Nos résultats doivent être proches de ces valeurs.
Schéma (Avant les calculs)
Calcul(s) (l'application numérique)
Pression au sommet (\(p_{\text{sommet}}\))
Pression à la base (\(p_{\text{base}}\))
Schéma (Après les calculs)
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Les résultats montrent clairement que la pression à la base de la vanne est trois fois plus élevée qu'au sommet, ce qui correspond au fait que la profondeur est trois fois plus grande (3 m contre 1 m). Cette variation linéaire est la signature de la pression hydrostatique.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur la plus fréquente est d'utiliser la hauteur de la vanne (\(h\)) au lieu de la profondeur sous la surface libre (\(z\)) pour le calcul de la pression. La pression ne dépend que de la distance verticale à la surface, pas de la dimension de l'objet.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La pression hydrostatique est nulle (en relatif) à la surface libre.
- Elle augmente linéairement avec la profondeur.
- La formule \(p = \gamma \cdot z\) est fondamentale.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
C'est à cause de ce principe que les barrages sont beaucoup plus épais à leur base qu'à leur sommet. La base doit résister à des pressions colossales, tandis que le sommet subit une pression bien plus faible.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Si le fluide était du mercure (\(\gamma_{\text{mercure}} \approx 133322 \text{ N/m}^3\)), quelle serait la pression à la base de la vanne ?
Question 2 : Calcul de la force de poussée résultante \(F\)
Principe (le concept physique)
La force totale est l'effet combiné de la pression sur toute la surface. Puisque la pression varie, on devrait en théorie intégrer la pression sur l'aire. Cependant, pour une surface plane, le calcul se simplifie magnifiquement : la force résultante est égale à la pression au centre de gravité de la surface, multipliée par l'aire totale.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le "diagramme des pressions" sur la vanne a une forme trapézoïdale. La force résultante \(F\) est mathématiquement équivalente au volume du "prisme de pression", qui a pour base la surface de la vanne (\(A\)) et pour hauteurs les pressions en chaque point. Le calcul via le centre de gravité est une méthode élégante pour trouver ce volume sans intégration complexe.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Ne confondez pas le point d'application de la pression moyenne (le centre de gravité) et le point d'application de la force résultante (le centre de poussée, que nous verrons plus tard). Pour calculer la force, on utilise le centre de gravité ; c'est une astuce de calcul très puissante.
Normes (la référence réglementaire)
Cette méthode de calcul de la force hydrostatique est la procédure standard requise par les codes de construction (comme les Eurocodes) pour le dimensionnement de tout élément de structure retenant un liquide (parois de réservoirs, piscines, barrages, etc.).
Formule(s) (l'outil mathématique)
Hypothèses (le cadre du calcul)
- La vanne est une surface plane et verticale.
- Les autres hypothèses de la Question 1 restent valables.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Toutes les données de l'énoncé sont nécessaires.
Astuces (Pour aller plus vite)
La force peut aussi être vue comme l'aire du trapèze de pression (vu en 2D) multipliée par la largeur de la vanne. Aire du trapèze = \(\frac{(p_{\text{sommet}} + p_{\text{base}}) \times h}{2}\). Donc \(F = \frac{(9810 + 29430) \times 2}{2} \times 3 = 117720\) N. C'est une excellente façon de vérifier votre calcul.
Schéma (Avant les calculs)
Calcul(s) (l'application numérique)
Étape 1 : Calcul de l'aire de la vanne (A)
Étape 2 : Calcul de la profondeur du centre de gravité (\(z_{\text{G}}\))
Étape 3 : Calcul de la force résultante (F)
Schéma (Après les calculs)
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Une force de 117.72 kN équivaut au poids d'une masse d'environ 12 tonnes ! C'est considérable et cela souligne l'importance de bien dimensionner les vannes et leurs systèmes de manœuvre pour résister à de tels efforts.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur classique est de calculer la pression moyenne comme \((p_{\text{sommet}} + p_{\text{base}})/2\) et de l'utiliser pour trouver la force. Cela ne fonctionne que pour les surfaces rectangulaires ! La méthode utilisant le centre de gravité \(z_{\text{G}}\) est universelle pour toutes les formes de surfaces planes.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La force hydrostatique sur une surface plane est la pression au centre de gravité multipliée par l'aire.
- Le centre de gravité est un concept purement géométrique.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le paradoxe hydrostatique, démontré par Pascal, stipule que la force exercée par un fluide sur le fond d'un récipient ne dépend que de la hauteur du fluide et de l'aire du fond, et non de la forme du récipient ou du volume total de liquide. C'est une conséquence directe de la formule que nous venons d'utiliser.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Si le niveau de l'eau monte de 2 mètres (donc \(z_1 = 3\) m), quelle serait la nouvelle force \(F\) ?
Question 3 : Détermination du centre de poussée \(z_{\text{p}}\)
Principe (le concept physique)
Le centre de poussée est le "barycentre" des forces de pression. Comme la pression est plus forte en bas, ce barycentre est décalé vers le bas par rapport au centre géométrique (le centre de gravité). Ce décalage est d'autant plus petit que la vanne est immergée profondément (car la variation de pression devient négligeable par rapport à la pression moyenne).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La position du centre de poussée est obtenue en égalant le moment de la force résultante \(F\) par rapport à un axe (par exemple, la surface libre) à la somme (l'intégrale) des moments de toutes les petites forces de pression \(dF = p \cdot dA\). Cette opération mathématique mène au théorème de Huygens (ou des axes parallèles) et à la formule finale.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Retenez que le centre de poussée est TOUJOURS en dessous du centre de gravité pour une surface verticale non entièrement immergée à la surface. C'est une vérification simple et efficace de vos calculs. Si vous trouvez \(z_{\text{p}} < z_{\text{G}}\), il y a une erreur.
Normes (la référence réglementaire)
La détermination exacte du centre de poussée est une exigence normative pour le calcul des moments de flexion et des efforts de cisaillement dans la structure de la vanne et de ses supports. Une erreur sur sa position peut entraîner un sous-dimensionnement critique.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Où \(I_{\text{G}}\) est le moment d'inertie de la surface par rapport à son axe horizontal passant par son centre de gravité.
Hypothèses (le cadre du calcul)
- Les hypothèses précédentes s'appliquent.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Les résultats des questions précédentes : \(z_{\text{G}} = 2\) m, \(A = 6\) m².
- Les dimensions de la vanne : \(l=3\) m, \(h=2\) m.
Astuces (Pour aller plus vite)
Le terme \(\frac{I_{\text{G}}}{z_{\text{G}} \cdot A}\) représente le décalage \(z_{\text{p}} - z_{\text{G}}\). Pour un rectangle, il se simplifie en \(\frac{h^2}{12 \cdot z_{\text{G}}}\). Vous pouvez calculer ce décalage directement : \(\frac{2^2}{12 \times 2} = \frac{4}{24} = 1/6 \approx 0.167\) m. C'est plus rapide.
Schéma (Avant les calculs)
Calcul(s) (l'application numérique)
Étape 1 : Calcul du moment d'inertie (\(I_{\text{G}}\)) pour un rectangle
Étape 2 : Calcul de la position du centre de poussée (\(z_{\text{p}}\))
Schéma (Après les calculs)
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le centre de poussée est situé à 16.7 cm en dessous du centre de gravité. Bien que cette distance semble faible, elle est absolument cruciale car elle crée un moment de force qui tend à faire basculer la vanne. Ignorer ce décalage conduirait à une conception erronée et potentiellement dangereuse.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Attention à bien utiliser le moment d'inertie \(I_{\text{G}}\) par rapport au centre de gravité, et non par rapport à un autre axe. Les formulaires donnent souvent plusieurs moments d'inertie (par rapport à la base, etc.). Utiliser le mauvais conduira à un résultat incorrect pour \(z_{\text{p}}\).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le centre de poussée est le point d'application de la force.
- Il est toujours plus bas que le centre de gravité (\(z_{\text{p}} > z_{\text{G}}\)).
- Sa position dépend de la géométrie (\(I_{\text{G}}, A\)) et de l'immersion (\(z_{\text{G}}\)).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le concept de moment d'inertie a été introduit par Leonhard Euler. En hydrostatique, il est l'analogue de la masse en mécanique de translation : il représente "l'inertie géométrique" de la surface face à la distribution de pression.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Si la vanne était un carré de 2m de côté (\(h=l=2\)), quelle serait la nouvelle position du centre de poussée \(z_{\text{p}}\) ?
Question 4 : Calcul du moment de pivot \(M_{\text{O}}\)
Principe (le concept physique)
La force de poussée \(F\) appliquée au centre de poussée \(P\) crée un "effet de levier" qui tend à faire tourner la vanne autour de son axe de pivot O. Pour maintenir la vanne en équilibre, il faut appliquer un moment de force opposé, de même magnitude. Ce moment est le produit de la force par la distance perpendiculaire entre le pivot et la ligne d'action de la force (le "bras de levier").
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le calcul de moment est un pilier de la statique du solide. Le théorème du moment statique stipule que pour qu'un corps soit en équilibre de rotation, la somme des moments de toutes les forces qui s'y appliquent par rapport à n'importe quel point doit être nulle. Ici, \(\Sigma M_O = M_{\text{O}} - (F \times d) = 0\), d'où \(M_{\text{O}} = F \times d\).
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
C'est ici que l'on comprend pourquoi le calcul de \(z_{\text{p}}\) est si important. Si on avait utilisé par erreur le centre de gravité \(z_{\text{G}}\) pour calculer le bras de levier, on aurait sous-estimé le moment nécessaire, et le système de fermeture de la vanne aurait été sous-dimensionné.
Normes (la référence réglementaire)
Le calcul des moments est une étape obligatoire dans la justification de la stabilité et de la résistance des mécanismes et des structures selon les normes de conception mécanique et de génie civil.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Hypothèses (le cadre du calcul)
- La vanne est un solide rigide.
- Le pivot en O est supposé sans frottement.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Force résultante, \(F = 117720\) N
- Position du centre de poussée, \(z_{\text{p}} \approx 2.167\) m
- Position du pivot, \(z_1 = 1\) m
Astuces (Pour aller plus vite)
Il existe une formule directe pour le moment par rapport au sommet : \( M_{\text{O}} = \gamma \cdot l \cdot [\frac{z_{\text{base}}^3 - z_1^3}{3}] \). C'est moins intuitif mais peut servir de vérification : \(9810 \times 3 \times [\frac{3^3 - 1^3}{3}] = 29430 \times [\frac{26}{3}] \approx 137400\) N.m. La petite différence est due aux arrondis.
Schéma (Avant les calculs)
Calcul(s) (l'application numérique)
Étape 1 : Calcul du bras de levier (d)
Étape 2 : Calcul du moment (\(M_{\text{O}}\))
Schéma (Après les calculs)
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Un moment de 137.4 kN.m est très important. Il correspond à l'effort qu'il faudrait appliquer au bout d'une clé de 1 mètre de long avec une force de 13.7 tonnes pour obtenir le même effet de rotation. Cela dicte la puissance des vérins ou des treuils nécessaires pour opérer la vanne.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur la plus grave est de mal calculer le bras de levier. Il faut toujours mesurer la distance entre le pivot et le point d'application de la force (\(z_{\text{p}}\)), et non un autre point comme le centre de gravité (\(z_{\text{G}}\)) ou la base de la vanne.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le moment est une force multipliée par un bras de levier.
- Le bras de levier est la distance du pivot au centre de poussée.
- Le calcul de moment est essentiel pour dimensionner les actionneurs.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le principe du levier et du moment a été formellement décrit par Archimède au 3ème siècle av. J.-C. Sa célèbre citation "Donnez-moi un point d'appui, et je soulèverai le monde" illustre parfaitement la puissance de ce concept.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Si la vanne pivotait autour de son centre de gravité G, quel serait le moment \(M_{\text{G}}\) à appliquer ?
Question 5 : Force sur une vanne circulaire
Principe (le concept physique)
Le principe de calcul de la force hydrostatique est universel pour toute surface plane, quelle que soit sa forme. La force est toujours égale à la pression au centre de gravité de la surface, multipliée par l'aire de cette surface. Ce qui change ici, ce sont les propriétés géométriques : l'aire et (pour des calculs ultérieurs) le moment d'inertie.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le centre de gravité d'un disque (ou cercle) est simplement son centre géométrique. L'aire est donnée par la formule bien connue \(\pi R^2\). Le fait que la profondeur du centre de gravité soit imposée dans l'énoncé simplifie grandement le problème, car nous n'avons pas à le recalculer.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Cette question est conçue pour vous faire réaliser que la formule \(F = p_{\text{G}} \cdot A\) est un outil très général. Ne vous laissez pas intimider par un changement de forme. Identifiez simplement les deux paramètres clés : l'aire \(A\) et la profondeur du centre de gravité \(z_{\text{G}}\).
Normes (la référence réglementaire)
Les normes de conception ne font pas de distinction de méthode pour les différentes formes. La procédure reste la même, mais les ingénieurs doivent utiliser les bonnes formules géométriques pour l'aire et le moment d'inertie, qui sont tabulées dans les manuels de conception.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Hypothèses (le cadre du calcul)
- La vanne est un disque plan et vertical.
- La profondeur de son centre de gravité est connue.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Diamètre de la vanne, \(D = 2\) m (donc Rayon, \(R = 1\) m).
- Profondeur du centre de gravité, \(z_{\text{G}} = 2\) m.
- Poids volumique de l'eau, \(\gamma = 9810\) N/m³.
Astuces (Pour aller plus vite)
Puisque \(z_{\text{G}}\) et \(\gamma\) sont les mêmes que pour la vanne rectangulaire, la nouvelle force sera simplement l'ancienne force multipliée par le rapport des aires : \(F_{\text{circ}} = F_{\text{rect}} \times \frac{A_{\text{circ}}}{A_{\text{rect}}} = 117.72 \times \frac{\pi \times 1^2}{6} \approx 61.6\) kN.
Schéma (Avant les calculs)
Calcul(s) (l'application numérique)
Étape 1 : Calcul de l'aire de la vanne circulaire (\(A_{\text{circ}}\))
Étape 2 : Calcul de la force résultante (\(F_{\text{circ}}\))
Schéma (Après les calculs)
Réflexions (l'interprétation du résultat)
La force sur la vanne circulaire (61.6 kN) est significativement plus faible que sur la vanne rectangulaire (117.7 kN), bien qu'elles aient la même hauteur et la même profondeur de centre de gravité. Cela démontre que l'aire est un facteur prépondérant dans le calcul de la force hydrostatique.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne mélangez pas le diamètre et le rayon dans les formules d'aire (\(\pi R^2\)) et de moment d'inertie (\(\frac{\pi R^4}{4}\)). C'est une source d'erreur très fréquente. Prenez toujours le temps de calculer le rayon à partir du diamètre.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La méthode de calcul de la force est la même pour toutes les formes planes.
- Seules les propriétés géométriques (Aire, \(I_{\text{G}}\)) changent.
- L'aire de la surface a un impact direct et proportionnel sur la force résultante.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les vannes circulaires sont souvent utilisées pour les conduites et les tunnels car le cercle est la forme qui résiste le mieux à la pression interne (comme dans une bouteille de boisson gazeuse). Pour une vanne plate comme ici, la forme rectangulaire est souvent plus simple à fabriquer et à guider.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Quelle serait la force sur une vanne carrée de 2m de côté, dont le centre est toujours à 2m de profondeur ?
Outil Interactif : Simulateur de Poussée Hydrostatique
Utilisez les curseurs ci-dessous pour faire varier la hauteur de la vanne et sa profondeur d'immersion. Observez en temps réel comment la force résultante et la position du centre de poussée sont affectées. Le graphique montre l'évolution de la force en fonction de la hauteur de la vanne.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si on double la largeur (\(l\)) de la vanne rectangulaire, que devient la force de poussée \(F\) ?
2. Le centre de poussée (\(z_{\text{p}}\)) est toujours...
3. La pression relative (due à l'eau) subie par un plongeur qui descend de 10 m à 20 m de profondeur...
4. Pour une vanne rectangulaire, si on augmente sa profondeur d'immersion (en augmentant \(z_1\)), le décalage entre le centre de poussée et le centre de gravité (\(z_{\text{p}} - z_{\text{G}}\))...
Glossaire
- Pression hydrostatique
- La pression exercée par un fluide au repos en un point donné, due au poids de la colonne de fluide au-dessus de ce point. Elle augmente avec la profondeur.
- Centre de poussée
- Le point d'application de la force résultante de la pression hydrostatique sur une surface immergée. Ce n'est généralement pas le même point que le centre de gravité.
- Moment de force
- Produit d'une force par la distance à un point de pivot, qui mesure la capacité de la force à provoquer une rotation autour de ce point. Unité : Newton-mètre (N.m).
- Moment d'inertie (de surface)
- Une propriété géométrique d'une aire qui quantifie sa résistance à la flexion. Il dépend de la forme de la surface et de l'axe par rapport auquel il est calculé.
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